La xenodiversità animale delle acque interne italiane: la situazione in Toscana

Transcript

1 La xenodiversità animale delle acque interne italiane: la situazione in Toscana Elena Tricarico 1*, Simone Cianfanelli 2, Elisabetta Lori 2, Annamaria Nocita 2, Francesca Gherardi 1 Parole chiave: acque interne, specie non-indigene, Toscana Le acque interne sono particolarmente vulnerabili alle invasioni biologiche a causa di una molteplicità di fattori, tra i quali lo stretto legame con le attività umane e la rapidità di dispersione delle specie acquatiche. Come conseguenza di questo fenomeno, che si somma alla perdita e alla frammentazione degli habitat, all inquinamento e allo sfruttamento delle risorse ittiche da parte dell uomo, la riduzione della biodiversità nelle acque interne mondiali sta avvenendo più rapidamente che negli ecosistemi terrestri. Questo lavoro ha come obiettivo quello di tracciare un quadro generale della «xenodiversità» in Toscana. Nella lista qui presentata sono stati inclusi invertebrati (liberi o parassiti), pesci, e anche anfibi, rettili, uccelli e mammiferi legati all acqua per il completamento del loro ciclo vitale. In Toscana, la xenodiversità animale consta di 48 specie (delle 112 registrate in Italia) che rappresentano più del 3% della fauna dulcacquicola regionale. Tra queste, 11 specie sono incluse nella lista dei più pericolosi invasori delle acque interne. In analogia con quanto osservato in Italia e in Europa, i pesci risultano essere il taxon più colpito tra i vertebrati, mentre i crostacei e i molluschi tra gli invertebrati. Il bacino dell Arno presenta il maggior numero di specie non-indigene, ma è il bacino del Serchio-Magra ad avere la più alta densità di specie non-indigene. Le attività di pesca e di acquacoltura, molto sviluppate soprattutto nella zona del Serchio-Magra, rappresentano probabilmente le principali cause di arrivo di nuove specie in Toscana. Ulteriori studi sono necessari per approntare mirati interventi di gestione verso le specie non-indigene già stabilizzate e per identificare i nuovi potenziali invasori delle acque toscane. Introduzione I cambiamenti nella distribuzione delle specie sono eventi naturali, che spesso si realizzano nel corso dei tempi geologici in associazione con i fenomeni climatici [8,9]. Tuttavia, l intervento dell uomo come agente di dispersione è più frequente e potente dei fenomeni naturali. L azione umana ha infatti incrementato il tasso temporale con cui le specie si diffondono e le distanze che possono percorrere, realizzando in pochi decenni quello che non si sarebbe mai potuto compiere per effetto esclusivo di eventi naturali [14]. La frequenza delle introduzioni causate dall azione antropica è aumentata in modo esponenziale negli ultimi anni, come risultato della crescita della popolazione umana e dell incremento delle potenzialità di intervento sull ambiente. Un numero crescente di persone si muove più frequentemente e un sempre maggior volume di beni e di materiali è traslocato tra nazioni e continenti [17]. La combinazione di questi fattori ha determinato la comparsa di un numero crescente di specie non-indigene in tutti gli ecosistemi fino ad oggi censiti. Si stima che oltre specie non-indigene siano state introdotte nei vari ecosistemi del pianeta [17] e che queste siano arrivate a dominare negli ultimi 500 anni circa il 76

2 La xenodiversità animale delle acque interne italiane: la situazione in Toscana 3% della sua superficie [8,9]. La dominanza delle specie non-indigene nei vari sistemi è rafforzata dai cambiamenti climatici, che tendono a favorirne la diffusione naturale e la proliferazione [6]. Recentemente, è stato stimato che le specie che l uomo, per via accidentale o deliberata, introduce annualmente al di fuori del loro areale naturale di distribuzione oscillano tra le 100 e le unità [14]. Molteplici vettori possono trasportare le specie nonindigene, quali l acquacoltura, l agricoltura e il commercio di animali da compagnia, ma anche il mercato tramite web [8,9]. La deregolarizzazione degli scambi nazionali e internazionali ha inoltre indebolito le barriere per il commercio e la sorveglianza. Infine, l impatto delle specie introdotte è stato reso inizialmente più intenso dal ritardo con cui il comportamento umano e le norme sociali hanno risposto ai nuovi rischi [8,9]. Mentre alcune specie non-indigene producono effetti neutrali o apportano apparenti benefici agli ecosistemi, altre possono diventare invasive, esercitando un impatto ecologico rilevante con l estinzione locale di specie native e l alterazione dei processi propri degli ecosistemi invasi [14]. Le specie invasive producono inoltre costi diretti alle attività produttive: è stato stimato che le specie non-indigene producono negli Stati Uniti un danno monetario complessivo di 137 miliardi di dollari l anno [17], mentre in Italia il controllo della sola nutria per i danni ai canali e ai sistemi di irrigazione costa tra i 2 e i 4 milioni di Euro (P. Genovesi, comun. pers.). Infine, le specie invasive possono favorire la diffusione di virus, batteri e altri parassiti che agiscono sulla salute dell uomo [8,9]. Le acque interne rappresentano per l uomo una risorsa indispensabile e di valore illimitato. Laghi, fiumi e aree umide contribuiscono per il 20% al valore globale dell intera biosfera, che si stima ammontare a miliardi di dollari americani per anno [8,9]. Valori così elevati giustificano l attuale preoccupazione per il degrado dei sistemi dulcacquicoli (come peraltro espresso dalla Direttiva Europea nel settore delle acque n. 2000/60). Questo appare inevitabilmente legato al rapido tasso di estinzione della biodiversità dulcacquicola [8,9], che si stima superiore alla velocità di estinzione di specie negli ecosistemi terrestri e marini [8,9]. A livello globale le acque interne sono state oggetto di ben note invasioni biologiche (per una revisione completa vedi [8,9]), come l introduzione della perca del Nilo, Lates niloticus, nel Lago Vittoria con la conseguente estinzione di circa 200 specie di ciclidi endemici, l alterazione delle comunità indigene dei Grandi Laghi americani per effetto della lampreda di mare, Petromyzon marinus, e della cozza zebrata, Dreissena polymorpha. In ambiente dulcacquicolo sono in corso anche invasioni meno note, ma altrettanto dannose, quali quelle del gambero americano Procambarus clarkii [7], dell anfipode Dikerogammarus villosus, di varie specie di pesci, quali Lepomis gibbosus e Carassius auratus, e di Rana catesbeiana [8,9]. Le cause di tale vulnerabilità alla colonizzazione di specie non-indigene sono da ascriversi alla forte affinità tra l uomo e i corsi d acqua, in costante intensificazione (come effetto delle attività commerciali, del trasporto e della ricreazione; [9]), e alle capacità dispersive delle specie dulcacquicole [9]. I sistemi dulcacquicoli sono soggetti, soprattutto alle nostre latitudini, a modificazioni nel regime termico stagionale, come risultato del riscaldamento globale, e, anche nei paesi in via di sviluppo, a un forte disturbo antropico. Per una gestione migliore delle specie non-indigene è quindi necessario comprendere la dinamica e le cause del loro arrivo al fine di prevenire o controllare future invasioni e ridurre i loro effetti. In prima istanza è necessario conoscere la xenodiversità (vedi [13] per il significato del termine) presente nell area interessata: attualmente in Europa sono in corso progetti che indagano la situazione nelle acque interne e marine europee (DAISIE: «Delivering Alien Invasive Species Inventories for Europe») e in acquacoltura (IMPASSE: «Environmental Impacts of Alien Species in Aquaculture»). In Italia, recentemente è stata gli autori 1 Dipartimento di Biologia Animale e Genetica, Università di Firenze, via Romana 17, Firenze elena.tricarico@unifi.it francesca.gherardi@unifi.it 2 Museo di Storia Naturale, Sezione di Zoologia «La Specola», Università di Firenze, Via Romana Firenze simone.cianfanelli@unifi.it elisabetta.lori@unifi.it nocita@unifi.it * autore per corrispondenza 77

3 stilata la prima lista di specie non-indigene delle acque interne [11], analizzandone tempi, cause e modalità d ingresso e distribuzione attuale. Nel complesso, è emerso che la xenodiversità animale italiana consta di 112 specie che costituiscono circa il 2% dell intera fauna. Il trasporto accidentale, in associazione con partite di pesci per semina o di prodotti cerealicoli, è stata la principale causa d ingresso degli invertebrati, mentre i vertebrati sono stati prevalentemente rilasciati in natura per via intenzionale. I continenti di origine delle specie non-indigene sono soprattutto Asia, Nord America e il resto dell Europa, mentre le regioni italiane più colpite sono quelle del Nord e del Centro. L obiettivo del presente lavoro è stato quello di analizzare in via preliminare la situazione nelle acque interne della Toscana, una delle regioni più colpite del Centro Italia. Materiali e metodi La lista è stata compilata sulla base delle informazioni reperibili nelle letteratura scientifica; le informazioni raccolte sono state validate da esperti e implementate. Sulla base delle «Linee guida per la reintroduzione e il ripopolamento di specie animali e vegetali di interesse comunitario» (Ministero dell Ambiente, 14 Febbraio 2006), sono state considerate non-indigene quelle specie arrivate in Italia dopo la scoperta dell America (vedi [5]). Sono stati analizzati anfibi, rettili, uccelli e mammiferi legati all acqua per il completamento del loro ciclo vitale, invertebrati (parassiti e non) e pesci. Per acque interne si intendono tutte le acque ferme e correnti sulla superficie terrestre (Direttiva 2000/60/EC del Parlamento Europeo e del Consiglio che istituisce un quadro per l azione comunitaria in materia di acque). Nell analisi sono state considerate le specie non native dell Italia [5] e non le traslocate (specie introdotte da altri bacini italiani). Tra le specie non-indigene presenti in Toscana, sono state considerate «endemiche» quelle presenti solo in Toscana, «pandemiche» quelle presenti in almeno 15 regioni italiane. Dove possibile, per ognuna è stata indicata la distribuzione nei quattro bacini più importanti della Toscana: Arno, Serchio-Magra, Ombrone-Fiora, Tevere. Per le analisi statistiche sono stati utilizzati il G test con la correzione di Williams (G) e il test di Student per un campione (t). Il livello di significatività per il quale l ipotesi nulla viene rigettata è α= Risultati In Toscana, sono presenti 48 delle 112 specie non-indigene segnalate in Italia (Tabella 1), senza alcuna significativa differenza tra vertebrati (29) e invertebrati (19) per la loro frequenza specifica (G=2.08, df=1, P>0.1). Come in Europa e nell intera Italia, anche in Toscana gli Osteitti rappresentano tra i vertebrati il taxon più affetto da xenodiversità (Figura 1A,B,C), con 24 specie non-indigene presenti contro le 19 autoctone. In Toscana, sono inoltre presenti 13 specie ittiche originarie del versante padano-veneto, ma traslocate nella nostra regione. Nel caso degli invertebrati, analogamente a quanto osservato in Europa e in Italia, i crostacei (6) e i molluschi (8) sono i taxa in cui le specie non-indigene costituiscono una frazione più elevata. Sono inoltre presenti due specie di invertebrati parassiti dei pesci (Anguillicola crassus e Gyrodactylus salaris). La Figura 1A illustra il contributo di ogni taxon alla xenodiversità delle acque interne della Toscana, mentre la Tabella 2 mostra la frazione di specie non-indigene per taxon. I pesci, seguiti da mammiferi, rettili, crostacei Decapoda e crostacei Cladocera sono i taxa maggiormente affetti. La percentuale di specie non-indigene è maggiore nei vertebrati (29/92: 31.52%) che negli invertebrati (19/1389: 1.37%). Complessivamente, le specie nonindigene contribuiscono per il 3.2% alla fauna presente nelle acque interne toscane (1481 specie secondo stime di [1,2,4,16,18, 19). Il mollusco gasteropode Helisoma anceps (Henrard 1968) e il crostaceo Copepode Apocyclops panamensis possono essere considerati «endemici alieni»: il primo è riportato come sporadico solo nella nostra regione [4], il secondo è stato individuato solo nel Lago di Massaciuccoli [3]. Inoltre, in Toscana sono presenti 2 vertebrati (Oncorhynchus mykiss, Rattus norvegicus) e 4 invertebrati (Anguillicola crassus, Gyrodactylus salaris, Haitia acuta e Potamopyrgus antipodarum) non-indigeni «pandemici». Dal confronto tra i 4 maggiori bacini della Toscana, l Arno presenta il numero maggiore di specie aliene, seguito dal bacino dell Ombrone-Fiora, del Serchio- Magra e del Tevere (G=26.57, df=3, P<0.001) (Figura 2A). Rapportando il numero di specie aliene presenti nel bacino all estensione di quest ultimo (la densità), risulta che il bacino del Serchio-Magra è il più invaso, seguito dal bacino dell Arno, dell Ombrone-Fiora e del Tevere (t=4.23, df=3, P=0.02) (Figura 2B). 78

4 La xenodiversità animale delle acque interne italiane: la situazione in Toscana Tabella 1: Le specie non-indigene nelle acque interne della Toscana 79

5 Tabella 2: Numero delle specie non-indigene (NIS) e delle indigene (IS) rilevate nelle acque interne della Toscana e percentuale delle specie non-indigene per ogni phylum/divisione Discussione I risultati ottenuti da questo studio preliminare mostrano che la xenodiversità delle acque interne toscane consta di 48 specie non-indigene, che contribuiscono per oltre il 3% alla fauna toscana. Sicuramente questo numero è una sottostima della xenodiversità toscana, in parte perché l interesse scientifico per le invasioni biologiche si è sviluppato solo recentemente (negli ultimi dieci anni, [8,9]), in parte perché mancano ancora conoscenze riguardo ad alcuni taxa di invertebrati (ad esempio dei Copepoda, Cladocera ed altri Artropoda). La situazione in Toscana riflette su piccola scala la situazione in Europa e in Italia. I vertebrati, specialmente i pesci, sembrano essere il taxon più colpito dalle introduzioni e la loro comparsa in natura sembra sia dovuta al rilascio per via intenzionale operato dall uomo. Le principali cause di arrivo dei vertebrati sono infatti la pesca sportiva, il commercio, l acquacoltura, l allevamento. In particolare, il rilascio volontario di specie ittiche in natura è un fenomeno assai diffuso in Europa [5] e praticato intensamente in Italia, dove i controlli in passato erano assenti o inefficaci. Di conseguenza, i pesci non-indigeni sono più numerosi in Italia rispetto ad altri paesi europei [5] e rappresentano la quarta causa di minaccia per i pesci indigeni [20]. La situazione toscana riflette molto bene questa problematica: i pesci non-indigeni sono più numerosi degli indigeni e competono con loro (ad esempio, Silurus glanis in Arno o Micropterus salmoides nel Lago di Massaciuccoli). Per quanto riguarda gli invertebrati, in Italia il trasporto accidentale, associato alle introduzioni ittiche, sembra sia stato il vettore principale di arrivo. Una dinamica simile potrebbe essere ipotizzata anche per la Toscana, visto l elevato numero di specie ittiche nonindigene presenti. Un eccezione è costituita sicuramente dal gambero rosso della Louisiana, Procambarus clarkii, importato intenzionalmente in Toscana per allevamento [7]. Considerando i bacini toscani, anche se l Arno risulta essere il più esteso e popolato, la densità appare maggiore nel bacino del Serchio-Magra. L attività di acquacoltura nella zona potrebbe spiegare questo risultato: in provincia di Lucca si registra infatti il numero più elevato di impianti di acqua dolce di tutta la Toscana (22), mentre solo 4 sono situati nelle province di Firenze e di Pistoia (bacino dell Arno) (dati AR- SIA 2002). Infine, tra le regioni del Centro Italia (Lazio, Umbria, Marche, Abruzzo, Molise) la Toscana presenta il numero più elevato di specie non-indigene (Lazio: 36, Umbria: 25, Marche: 22, Abruzzo: 13, Molise: 9). L intensa attività di acquacoltura in Toscana potrebbe essere una delle cause maggiori di «invasività» (52 impianti in Toscana, 25 nel Lazio, 14 nelle Marche, 10 in Umbria, 8 in Abruzzo, 6 in Molise: dati da [12]). Tra le specie non-indigene presenti in Toscana, 11 sono inserite nella lista delle 100 specie più invasive d Europa e del mondo (DAISIE, IUCN, [15]): Anguillicola crassus, Gyrodactylus salaris, Dreissena polymorpha, Procambarus clarkii, Aedes albopictus, Pseudorasbora parva, Salvelinus fontinalis, Rana catesbeiana, Trachemys scripta, Myocastor corpus, Rattus norvegicus. Per alcune di queste specie è già conosciuto il loro impatto sugli ecosistemi nativi, compresi quelli della Toscana (per una revisione completa 80

6 La xenodiversità animale delle acque interne italiane: la situazione in Toscana Figura 2. Frequenza delle specie non-indigene (NIS) (A) e densità di NIS (B) nei quattro bacini principali della Toscana. La densità è data da (numero di NIS presenti nel bacino/estensione del bacino) x Figura 1. Frequenza (in %) della xenodiversità per taxon nelle acque interne della Toscana (A), dell Italia (B: dati da Gherardi et al. 2007), dell Europa (C: dati da DAISIE e IMPASSE). Ann=Annelida, Amp=Amphibia, Alt= Altri taxa, Art=Arthropoda, Ave=Aves, Cho= Chordata, Cni=Cnidaria, Cru=Crustacea, Hex=Hexapoda, Mol=Mollusca, Ost=Osteichthyes, Pla=Plathyhelminthes, Mam=Mammalia, Nem=Nematoda, Rep=Reptilia, Rot=Rotifera. I Chordata della Figura 1C comprendono Osteichthyes e Agnatha. vedi [10,11]): la superiorità competitiva sulle specie indigene (P. clarkii); la modificazione dell habitat e l alterazione della funzionalità dell ecosistema (M. coypus); l introduzione di parassiti e di agenti patogeni (Anguillicola crassus, Aedes albopictus, Pseudorasbora parva); i danni alle attività socio-economiche, ricreative e alla salute umana (D. polymorpha). Tuttavia, restano ancora scarsamente investigati gli effetti a lungo termine sulle comunità indigene. Ulteriori studi sono quindi necessari per approfondire le conoscenze sulle specie non-indigene della Toscana al fine di approntare interventi mirati di gestione verso le specie già stabilizzate e di identificare (ed eventualmente prevenire) i nuovi potenziali invasori delle acque toscane. Bibliografia [1] Aa.Vv., Database «Checklist della fauna italiana.mdb» _sezione=1929. Cited 1 Jun 2007: [2] Aa.Vv.,La Banca dati del Repertorio Naturalistico Toscano (RENATO) [3] G.N. Baldaccini, P. Ercolini, M. Mattioli, Eutrofizzazione del Lago di Massaciuccoli: composizione ed evoluzione temporale delle communità zooplanctonica e macrobenthonica. In: Aa.Vv. Lago di Massaciuccoli. Ricerche finalizzate al risanamento, 1997, 13: [4] S. Cianfanelli, E. Lori, M. Bodon, Alien freshwater molluscs in Italy and their distribution,.pp In: Biological invaders in inland waters: profiles, distribution, and threats. Gherardi F (ed.), Springer, Dordrecht, The Netherlands:

7 [5] G.H. Copp, P.G. Bianco, N.G. Bogutskaya, T. Erós, I. Falka, M.T. Ferreira, M.G. Fox, J. Freyhof, R.E. Gozlan, J. Grabowska, V. Ková?, R. Moreno-Amich, A.M. Naseka, M. Pe?áz, M. Pov?, M. Przybylski, M. Robillard, I.C. Russell, S. Stak?nas, S.?umer, A. Vila-Gispert, C. Wiesner, J. Appl. Ichthyol. 2005, 21: To be, or not to be, a non-native freshwater fish? [6] I.G. Cowx, Analysis of threats to freshwater fish conservation: past and present challenges, pp In: Conservation of freshwater fishes: options for the future. M.J. Collares-Pereira, I.G. Cowx, M.M. Coelho (eds.), Blackwell Science. Oxford, U.K.: [7] F. Gherardi, Mar. Fresh. Behav. Physiol., 2006, 39: Crayfish invading Europe: the case study of Procambarus clarkii. [8] F. Gherardi, Biological invasions in inland waters: an overview, pp In: Biological invaders in inland waters: profiles, distribution, and threats. Gherardi F (ed.), Springer, Dordrecht, The Netherlands: [9] F. Gherardi (ed.), Biological invaders in inland waters: profiles, distribution, and threats. Springer. Dordrecht, The Netherlands: [10] F. Gherardi,The impact of freshwater NIS: what are we missing?, pp In: Biological invaders in inland waters: profiles, distribution, and threats. Gherardi F (ed.), Springer, Dordrecht, The Netherlands: [11] F. Gherardi, S. Bertolino, M. Bodon, S. Casellato, S. Cianfanelli, M. Ferraguti, E. Lori, G. Mura, A. Nocita, N. Riccardi, G. Rossetti, E. Rota, R. Scalera, S. Zerunian, E. Tricarico, Biological Invasions, in press, doi: /s : Animal xenodiversity in Italian inland waters: distribution, modes of arrival, and pathways. [12] ISMEA (Istituto di Servizi per il Mercato Agricolo Alimentare), Il settore ittico in Italia e nel mondo: le tendenze recenti. Roma: [13] E. Leppäkoski, S. Gollasch, S. Olenin, Alien species in European waters, pp In: Invasive aquatic species of Europe: distribution, impact and management. Leppäkoski E, Gollasch S, Olenin S (eds.), Kluwer Academic Publisher,Dordrecht, The Netherlands: [14] D.M. Lodge, Trends in Ecology and Evolution 1993, 8: Biological invasions: lessons for ecology. [15] S. Lowe, M. Browne, S. Boudjelas, M. De Poorter, Aliens 2000, 12: of the world s worst invasive alien species. A selection from the Global Invasive Species Database. [16] A. Nocita, S. Zerunian, Aquatic Invasions, submitted, Native and exotic freshwater fishes in Italy. [17] D. Pimentel, S. McNair, J. Janecka, J. Wightman, C. Simmonds, C. O Connell, E. Wong, L. Russel, J. Zern, T. Aquino, T. Tsomondo. Economic and environmental threats of alien plant, animal, and microbe invasions, pp In: Biological invasions. Economic and environmental costs of alien plant, animal, and microbe species. D. Pimentel (ed.), CRC Press, Boca Raton, USA: [18] S. Ruffo, F. Stoch (eds.), Checklist e distribuzione della fauna italiana. Memorie del Museo Civico di Storia Naturale di Verona, Serie 2. Sezione di Scienze della Vita, 2005, 16: